INFORME DE LABORATORIO

TITULO: Amplificadores Operacionales

CARRERA: Ingeniera en Electrnica y Comunicaciones

AREA ACADEMICA: Fsica y ElectrnicaLINEA DE INVESTIGACION: Sistemas Electrnicos.I. Introduccin.El amplificador operacional se deriva del concepto de un amplificador dc (amplificador acoplado en continua) con una entrada diferencial y ganancia extremadamente alta, cuyas caractersticas de operacin estaban determinadas por los elementos de realimentacin utilizados. Cambiando los tipos y disposicin de los elementos de realimentacin, podan implementarse diferentes operaciones analgicas; en gran medida, las caractersticas globales del circuito estaban determinadas slo por estos elementos de realimentacin, de esta forma el mismo amplificador ser capaz de realizar diversas operaciones.II. Objetivos

Objetivo General:

Verificar el funcionamiento de los amplificadores operacionales en sus diferentes configuraciones con el fin de poder realizar aplicaciones con estos dispositivos.

Objetivos especficos: Comprobar los resultados obtenidos tanto como en la simulacin y terica con los resultados obtenidos de la prctica. Establecer la relacin de voltaje de entrada y corriente de salida, permitiendo un funcionamiento adecuado con los componentes de impedancia de las resistencias y el OP-AMP Analizar y comprender el funcionamiento de los OP-AMP segn su configuracin establecida. III. Resumen

El desarrollo de esta prctica se pretende comprender el funcionamiento de los amplificadores operacionales segn sus caractersticas de realimentacin establecidas en los circuitos para establecer diversas operaciones, comprobando tanto como en la prctica y lo terico estableciendo relaciones entre la entrada y salida de los voltajes o corrientes, determinando los voltajes, corrientes, ganancia y ancho de banda de los circuitos establecidos segn sus especificaciones. IV. ABSTRACT

The development of this practice is to understand the functioning of the operational amplifiers according to their characteristics established in feedback circuits for setting various operations, checking in practice as well as theory and establishing relationships between the input and output voltages or signals, determining voltages, currents, gain and bandwidth circuits set to your specifications.V. Marco terico

AMPLIFICADOR OPERACIONALLos amplificadores operacionales son amplificadores diferenciales con acoplamiento DC de muy alta ganancia. Para hacerse una idea de su funcionamiento se puede pensar en el amplificador diferencial clsico con componentes discretos, con sus dos entradas y una sola salida, como prototipo, aunque a decir verdad los amplificadores operacionales reales tienen ganancias mucho mayores (valores tpicos 10^5 a 10 ^ 6) e impedancia de salida menor, y permiten a la salida barrer el rango de voltajes casi completo de la alimentacin (Usualmente se usan fuentes bipolares de 15V). Los amplificadores operacionales ahora esta disponibles en literalmente cientos de tipos, con el smbolo universal, en donde las entradas (+) y (-) hacen lo que se espera: La salida se vuelve positiva cuando la entrada no inversora (+), se vuelve ms positiva que la entrada inversora (-), y viceversa. Los smbolos (+) y (-) no significan que uno deba mantener uno positivo respecto al otro, o nada que se parezca. Simplemente dicen la fase relativa de la salida (la cul es importante para mantener la realimentacin negativa) El uso de las palabras "no inversora" e "inversora" en lugar de "mas"" y "menos" ayudar a evitar confusin de Las conexiones de la alimentacin, usualmente no se muestran, y tampoco hay smbolo de tierra. Los amplificadores operacionales tienen ganancias de voltaje enormes, y casi nunca son usados sin realimentacin. La ganancia de lazo abierto es tan elevada, que para cualquier ganancia razonable de lazo cerrado, las caractersticas dependen solamente de la red de realimentacin.

FUENTE DE CORRIENTE BSICACon un amplificador Operacional y un transistor externo es posible hacer una fuente de corriente de calidad; aunque muy simple; un poco de circuitera adicional hace posible usar una entrada de programacin referenciada a tierra. En el primer circuito, la realimentacin establece un voltaje Vcc - Vin entre terminales de R, dando una corriente de emisor (y por lo tanto una corriente de salida) IE = (Vcc-Vin)/R. No hay que preocuparse por desviaciones de VBE, ni sus variaciones por efecto de temperatura, IC, Vce, etc. La fuente de corriente es imperfecta solo mientras la pequea corriente de base pueda variar con VCE (asumiendo que los amplificadores operacionales no absorben corriente, lo cual no es un precio excesivamente alto por la conveniencia de una carga puesta a tierra; un Darlington en lugar de Q1 reducira este error considerablemente. Este error se origina en el hecho de que el amplificador operacional estabiliza la corriente de emisor; mientras que la carga ve la corriente de colector. Una variacin de este circuito, usando un FET en lugar de un transistor bipolar, tambin evita este problema, puesto que el FET no absorbe corriente en su compuerta.CONVERTIDOR DE CORRIENTE A VOLTAJEEn electrnica, un amplificador de transimpedancia es un amplificador que convierte corriente a voltaje. Su entrada idealmente tiene una impedancia cero, y la seal de entrada es una corriente. Su rendimiento puede tener una baja impedancia, o en aplicaciones de alta frecuencia, puede ser adaptado a una lnea de transmisin accionada, la seal de salida se mide en voltaje.

Debido a que la salida es una tensin y la entrada es una corriente, la ganancia, o la relacin de la salida a la entrada, se expresa en unidades de ohmios.

Cuando se construye como un circuito amplificador operacional simple, la ganancia es igual a la negativa de la resistencia retroalimentacin.

Amplificadores de transimpedancia se utilizan comnmente en los receptores para las comunicaciones pticas para convertir la corriente generada por un fotodetector en una seal de voltaje para una amplificacin adicional.

CONVERTIDOR DE VOLTAJE A CORRIENTELos convertidores se vuelven necesarios cuando se desea disponer de una corriente proporcional a una tensin dada. Partiendo de la utilizacin de la ley de Ohm se podra lograr lo mismo: I = V / R, donde la relacin entre la corriente y la tensin est dada por 1/R. Pero en este caso la corriente depender de la resistencia de carga. Lo ideal sera tener una fuente de corriente con la capacidad de entregar una corriente constante, sin importar la carga que se le ponga.

Observamos que la corriente de salida en la carga es funcin del voltaje de entrada, multiplicado por un factor (inverso de la resistencia) y adems La corriente de salida tiene un valor dado por: I = Vin / R. Si la tensin de entrada Vin cambia, la corriente tambin, sin importar el valor de RL, Este circuito tiene la desventaja de que los dos terminales de la carga flotan, ya que ninguno de los terminales de salida est a tierra.VI. Listado de equipos y materiales

Resistencias (330, 10K, 3.3K, 5.6K, 1K) IC 741 (Amplificador operacional) Diodo Zener

Fotoresistencia Potencimetro 5k, 25k Tablero Lgico

Osciloscopio

Multmetro

Pinzas

Cables

VII. LaboratorioFUENTE DE CORRINETE BASICADatos para el Experimento: 1K < R2 < 5K R3 = 330

R1 = 3.3 k Imax = 20 mA (salida de OPAMP)

MedicionesRL ()R2 ()Irl (A)Ir2 (A)

125K5K3.31mA2.65A

220K5K206.19uA2.65A

315K5K106.44uA2.65A

45K5K54.09uA2.65A

CONVERTIDOR DE CORRIENTE A VOLTAJE

Datos del Experimento: Voltaje de salida: Vo = 1R RL: fotorresistencia.

MedicionesVref(V)I (mA)Vo(V)

1Luz OscLuzOsc

25v4.13mA520nA-398.75mv-400.74mv

32.3v2.14mA420nA-399.12mv-400.74mv

CONVERTIDOR DE VOLTAJE A CORRIENTE

Datos para el Experimento: Corriente controlada por el voltaje: IL = Vi/R1

Voltaje de salida: Vo = (1+(RL/R1))Vi

CONVERTIDOR DE VOLTAJE A CORRIENTE

MedicionesVi (V)IL (A)Ii (A)

15v2.22mA2.22mA

21.5v150mA150mA

OPAMP en zona lineal

MedicionesRL ()IL (A)Ii (A)

15K739.83uA739.82uA

22.5K1.27mA1.27mA

OPAMP en zona de saturacin

MedicionesRL ()IL (A)Ii (A)

110k403.57uA403.57uA

2100K43.96uA43.96uA

VIII. Conclusiones y recomendaciones

Conclusiones:

Los OP-AMP tienen lmite de entrada diferencial mxima relativamente pequea, la diferencia de voltaje mxima entre las entradas inversora y no inversora puede estar limitada a tan poco como 5 voltios en cualquier polaridad.

Siempre debe existir realimentacin para un circuito con amplificadores operacionales de otra manera es seguro que el OP-AMP ir a saturacin.

La corriente de salida es proporcional a la cada de voltaje debajo de Vcc aplicada a la entrada no inversora del amplificador operacional

Recomendaciones:

Utilizar los data sheets del fabricante para proceder a armar los circuitos de tal manera que se pueda distinguir cada uno de las entradas, y realizar la polarizacin correcta de los elementos.

Es recomendable una adecuada limpieza de la zona donde se colocan los electrodos, permitiendo una buena adhesin de los mismos a la superficie corporal evitando as posibles artefactos, adems eliminando clulas muertas o partculas que puedan inferir en la captacin de la seal.

Se recomienda para una buena medicin con paciencia, que el mismo se encuentre relajado y una adecuada respiracin, esto evita posibles distorsiones por ruido o interferencias de la seal. Bibliografa: [1] Jung, W.(1977) Ampli.cadores Operacionales Integrados. [2] Solomon, E.The Monolithic Op Amp: A TutorialStudy.IEEE Journal Solid State Circuits.

[3] Caughlin, R., Driscoll, F. (1991) Operational Ampli.ers & Linear Integrated Circuits, Prentice-Hall